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淺談私有云技術(shù)在冶金行業(yè)MES中的應用及效果論文
0引言
當前鋼鐵行業(yè)面臨的最大問(wèn)題是原料價(jià)格水漲船高與市場(chǎng)需求不斷縮小之間的矛盾。鋼鐵企業(yè)想要生存，只能通過(guò)不斷挖掘自身內部潛力，提高精細化管理水平，以促進(jìn)企業(yè)的降低成本工作。信息化MES是提高精細化管理的重要手段，因此越來(lái)越多的信息化系統需求被企業(yè)提了出來(lái)。伴隨前幾年鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展和持續投入，各大鋼鐵企業(yè)為信息化系統建設投人了大量的資金與硬件設備。一方面是為提高精細化管理水平而不斷提出的新的系統管理功能開(kāi)發(fā)需要硬件設備的持續投入，另一方面是前期投入運行的信息化系統硬件設備的運行效率不高。同時(shí)鋼鐵企業(yè)內部主數據、工藝數據又是企業(yè)本身的核心競爭力，企業(yè)更不想把它放置在不受自己監控的外網(wǎng)環(huán)境之下。
私有云技術(shù)就很好地解決了上述矛盾。通過(guò)私有云技術(shù)可以實(shí)現:(1)在不增加新的硬件設備投入的情況下，所有新增信息化系統的虛擬化部署。(2)對現有MES或其他信息化管理系統的虛擬化改造以及備用系統的虛擬化。(3)服務(wù)處理器資源、存儲器資源、外設資源的按需分配。(4)通過(guò)SOA架構模型，對現有系統進(jìn)行功能整合，最終實(shí)現企業(yè)應用的SaaS云架構。
1新增信息化系統的虛擬化部署
某公司為了給職工提供更加人性化的服務(wù)，實(shí)現考勤、門(mén)禁及后勤管理業(yè)務(wù)的自動(dòng)化、規范化和高效率，準備投資建設一套覆蓋全廠(chǎng)區的一卡通管理系統，主要作用是將員工在企業(yè)園區內的行為通過(guò)一卡通系統進(jìn)行管理，包括:考勤管理、門(mén)禁管理、消費管理等功能。根據原有系統設計，新系統需要4臺服務(wù)器作為支撐。包括:應用服務(wù)器、數據庫服務(wù)器、接口通信服務(wù)器及開(kāi)發(fā)、測試服務(wù)器，如圖1( a)所示。由于現階段鋼鐵行業(yè)經(jīng)營(yíng)形勢困難，無(wú)力提供更多硬件服務(wù)器資源，因此系統設計人員出于降低項目成本考慮，設計一套使用虛擬機技術(shù)，使系統運行環(huán)境虛擬化的方案，如圖1(b)所示。
在變更系統服務(wù)器架構設計后，以每臺服務(wù)器(含硬盤(pán))大約5萬(wàn)元計算，可節約服務(wù)器成本10萬(wàn)元左右，除去購買(mǎi)VMware軟件花費約2萬(wàn)元左右，修改后的使用虛擬化技術(shù)的新系統可節約投資8萬(wàn)元左右。
2現有生產(chǎn)備用系統的虛擬化及計算資源的按需分配
鋼鐵行業(yè)采用典型的全流程線(xiàn)性生產(chǎn)組織管理方式，對生產(chǎn)流程的過(guò)程控制和管理要求非常高。為了方便對生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程管理，在鋼鐵企業(yè)建設初期就對信息化管理系統進(jìn)行了較大的投入。以某公司為例，建廠(chǎng)后先后投人資金建設了高爐管理系統、投料管理系統、物資計量管理系統、鐵前MES、鋼軋MES、LIMS(實(shí)驗室)管理系統、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)日報系統等眾多信息化系統。這些系統每天7x24h不間斷運行，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的控制管理起到了決定性作用，萬(wàn)一某個(gè)系統出現問(wèn)題，對整個(gè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理都會(huì )造成重大影響。上述系統開(kāi)發(fā)單位不一，投入運行時(shí)間也不相同。系統的開(kāi)發(fā)工具包括: VB , Delphi , Java等。系統運行數據庫包括:Oracle 8I , Oracle 9I , Oracle 10 G ,SQL Server 2000 , Agilor實(shí)時(shí)數據庫等。為了保障上述系統的平穩運行，公司投入了大量的人力物力成本。
由于上述系統投人運行時(shí)間較長(cháng)，有的服務(wù)器硬件投入運行時(shí)間甚至已經(jīng)達到了8~10a。服務(wù)器資源都已經(jīng)進(jìn)入了老化期，平時(shí)故障不斷。系統出現故障，會(huì )影響到生產(chǎn)流程的平穩運行。因此某公司考慮將現有投入運行時(shí)間較長(cháng)的服務(wù)器設備進(jìn)行更新。據初步計算，需要新購進(jìn)服務(wù)器10臺左右，需要投入資金50萬(wàn)元。但公司資金緊張，無(wú)力投入這么多的服務(wù)器資源。在對原有系統進(jìn)行分析比較后，發(fā)現由于原有系統投放時(shí)間較早，系統運行環(huán)境對硬件資源要求不高。信息服務(wù)器配置情況如表1所示。
經(jīng)過(guò)對現有系統運行效率進(jìn)行分析，某公司計劃采用虛擬化技術(shù)對現有信息化系統進(jìn)行升級改造。即只采購3臺性能配置較高的服務(wù)器，將3臺高性能服務(wù)器通過(guò)虛擬化技術(shù)虛擬成9臺生產(chǎn)服務(wù)器，如圖2所示。
通過(guò)利用虛擬化技術(shù)，加上購買(mǎi)VMware軟件費用，可以為公司節約信息化投資30萬(wàn)元以上。更重要的是，通過(guò)虛擬化技術(shù)可以實(shí)現信息系統的運行環(huán)境(包括操作系統環(huán)境、數據庫系統環(huán)境)和系統程序的同時(shí)的、文件級的備份。這為日后系統故障的快速處理，新系統運行環(huán)境的快速部署創(chuàng )造了條件。同時(shí)，使用虛擬化技術(shù)，還可以根據平時(shí)對系統運行情況的監控，實(shí)現對服務(wù)器資源(包括CPU處理器資源、內存資源、硬盤(pán)資源)的按需分配，分別如圖3(a),(b),(c)所示。
3基于SOA架構對現有系統資源進(jìn)行整合改造實(shí)現企業(yè)私有云計算功能
SOA是英文Service Oriented Architecture(面向服務(wù)的體系架構)的縮寫(xiě)。SOA是一種架構模型和軟件設計方法。它將企業(yè)的所有業(yè)務(wù)操作切分為多個(gè)服務(wù)。通過(guò)SOA，我們可以把一個(gè)復雜的軟件系統劃分為多個(gè)子系統的集合，這些子系統保持相互獨立。
SOA中的構件包括:(1)服務(wù)。服務(wù)使用者通過(guò)已發(fā)布接口調用服務(wù)。(2)服務(wù)描述。服務(wù)描述指定了服務(wù)請求和響應的格式。SOA系統的特點(diǎn)為:所有功能都定義為服務(wù)，所有的服務(wù)都是獨立的，接口是可以調用的。
某公司現有信息系統包括:ERP(企業(yè)資源計劃)系統、MES(生產(chǎn)執行)、CRM系統、B2B系統、報表管理系統等，都是基于C/S或B/S模式設計的。這些系統之間也存在大量的接口數據調用，因此產(chǎn)生了大量的接口開(kāi)發(fā)、維護工作。系統及接口數據維護起來(lái)十分復雜。同時(shí)，某公司的一些新的信息化應用系統都是采用時(shí)下較流行的SSI ( Struts + Spring + ibatis)架構進(jìn)行設計開(kāi)發(fā)的。這就為對現有信息化系統進(jìn)行基于SOA架構的整合升級改造提供了可能�，F有系統架構和基于SOA的系統架構分別如圖4(a),(b)所示。
如圖4(b)所示，參照SOA架構設計的云服務(wù)之間是一個(gè)松散偶合。云計算本身將軟件系統看作是一些有著(zhù)標準接口的服務(wù)集合。針對不同的業(yè)務(wù)需求，企業(yè)可以像搭積木一樣將不同服務(wù)組織在一起構造一個(gè)新的業(yè)務(wù)系統。外部系統應用只需與系統服務(wù)總路線(xiàn)連接，只要內部系統支持統一的服務(wù)總線(xiàn)(接口)，用戶(hù)不需關(guān)心其系統開(kāi)發(fā)工具、數據庫環(huán)境等問(wèn)題，這樣企業(yè)可以通過(guò)一些快速的開(kāi)發(fā)工具(如VB)來(lái)開(kāi)發(fā)和部署其內部服務(wù)，也使得企業(yè)內部一些老舊的應用系統可以在云平臺下重新發(fā)揮作用。
4結束語(yǔ)
面對日益復雜的市場(chǎng)形勢，企業(yè)為了提高市場(chǎng)競爭能力，只有不斷地挖掘內部潛力，才能降低運行成本。將企業(yè)業(yè)務(wù)遷向云基礎架構是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，但從中節省的成本卻足以挽回相應的投資。本文主要論述了企業(yè)將應用遷向內部云架構的具體步驟:將X86虛擬化作為部署所有新X86應用的默認平臺;投資引入虛擬化應用管理工具;重新調整業(yè)務(wù)進(jìn)程及系統部署;根據SOA系統架構對企業(yè)現有系統進(jìn)行升級改造。
企業(yè)對于私有云的投資并非一個(gè)全新的投資項目，可通過(guò)整合企業(yè)當前現有IT基礎設施來(lái)達到最終目的。私有云技術(shù)改變了傳統的信息化系統設計、開(kāi)發(fā)和運維模式，引入了新的SOA系統架構，可以使冶金行業(yè)MES由業(yè)務(wù)驅動(dòng)轉向為由客戶(hù)驅動(dòng)，也可以使IT部門(mén)或公司成功轉型為面向服務(wù)的部門(mén)或公司。
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